大青虫惯性滑车缘何“停摆”

文/王琤阳

大青虫惯性滑车缘何“停摆”

文/王琤阳

滑行车作为一种经典的常见游乐设施，其乘玩时既具有娱乐性和趣味性，又具有一定的刺激性，老幼皆宜，是深受群众喜爱的游乐设施。本期讲座特邀上海市特种设备监督检验技术研究院游乐设施(防爆)检验室王琤阳，讲述上海某公园中的大青虫惯性滑车游乐项目在运营使用中发生设备故障的案例，分析其设计制造中存在的安全隐患，阐述故障发生原因，并提出了相应的整改方案及应对措施。

一、关键词点击

1.滑行车

根据国家标准GB/T 18159-2008《滑行车类游艺机通用技术条件》的定义，滑行车是指沿刚性轨道滑行，有惯性滑行特征的及运动形式类似的游艺机（如图1所示）。其主要运动特点为车辆本身无动力，由提升装置提升到一定高度后，靠惯性沿轨道运行。还有一种是车辆本身有动力，在起伏较大的轨道上运行。

2. 惯性滑车

大青虫惯性滑车是游乐设施滑行车类的典型设备，整列车以六节车厢串联成列。车辆由车厢、车体、轮架装置组成。在轨道上运行时，每节车辆在车体下都安装了轮架装置，即：行走轮和侧靠轮（如图2所示）。

图1 运行中的滑行车

图2 车辆上链挂钩装置示意图

运行初始阶段，由链条传送动力将整列车沿斜坡牵引提升到一定高度，靠车辆重量及下滑力的惯性，克服轮架装置和轨道间的滚动摩擦力，在两条起伏蜿蜒的钢轨道上螺旋式运行。

二、案例简介

上海某公园的一台大青虫惯性滑车，在做整机运行试验的过程中，在正常启动运行后，车辆沿导轨提升段上升，当前二节车辆离开动力提升段到达水平轨道段时，车辆突然停下，操作人员多次尝试，车辆还是无法启动和后退（如图3所示）。

图3 滑行车故障示意图

图4 连接构件

图5 型钢形变示意图

经检查发现，连接首节车辆轮架装置后排的型钢发生形变，使该车辆的轮距发生改变，因而导致该车辆的导轮与滑行轨道发生挤压与摩擦，致使整列车被卡死在轨道上。

三、问题分析

造成上述问题的原因，综合分析如下：该设备采用输送链传动提升方式，首节车辆下的金属框架及尾节车辆下的金属框架上，设置了上链挂钩装置，当车辆沿轨道提升段提升时，挂钩装置插入在传动链条的中间孔洞间，起到了把车辆牵引和推上轨道斜坡的作用。考虑到由于车辆间前后连接件的灵活性和滑行轨道的转弯半径存在一定的约束间隙，而为了保持整列车在悬空运行时的平稳,仅靠车辆轮架装置中的轨道侧靠轮来实现，显然不足。当车辆部分提升到高空等候区域时，有一个较大的转折，部分车辆的连接构件（如图4所示）所受的力发生了变化，后继车辆则不停地提升、动力传递，沿轨道上升时提升推力逐渐消失，对平台上车辆连接构件有一个较大的水平冲击力，容易使车体后排作为连接构件的型钢发生形变（如图5所示），从而间接使行走轮、侧靠轮与轨道间的间隙减小，使轨道与轮子之间摩擦力增加，约束了下滑力，继而使轮子卡死在了轨道上，导致惯性滑车突然停摆。

四、改进建议

根据国家标准GB 8408-2008《游乐设施安全规范》和GB/T 18159-2008《滑行车类游艺机通用技术条件》的要求，滑行车类游艺机整机运行应正常，提升过程应平稳可靠，不应产生异常的冲击振动等现象，安装精度应符合有关标准，且零部件不允许有永久变形和损坏现象。

为了改善此类导轨滑车的性能及安全，考虑从以下几个方面着手改进：

1.在车辆结构上加强挂钩受力点，减少受力点集中在某个特定位置的金属框架上的现象。即适当增加轮架装置下的上链挂钩装置，让车辆所受到的力可以均匀分散，使整列车在提升段时减少车辆间的位移，降低车辆间的冲击载荷，减少连接构件的形变以及降低车轮与轨道之间产生摩擦挤压的可能。

2.改变连接构件形式或控制约束精度，保证在轨道上滑行时平衡、平稳的构件间最小间隙。

3.提高制造精度，改善行走轮、侧靠轮与轨道之间的间隙，避免间隙的过大或过小。

4.增加车辆厢体的整体强度：可以在车体的框架上加固支撑件和肋板，使底架成小封闭结构，增加车体的整体抗形变能力。

5.加强运行中的设备维护保养与检查，重点检查首节车辆车尾的轮架装置及车体框架的变形状况。

（支持单位：上海市特种设备监督检验技术研究院）